En teoría de la computabilidad , teoría de la complejidad computacional y teoría de la demostración , la jerarquía de Hardy , llamada así por GH Hardy , es una jerarquía de conjuntos de funciones numéricas generadas a partir de una familia de funciones indexadas ordinalmente h α : N → N (donde N es el conjunto de números naturales , {0, 1, ...}) llamadas funciones de Hardy . Está relacionada con la jerarquía de crecimiento rápido y la jerarquía de crecimiento lento .
La jerarquía de Hardy fue introducida por Stanley S. Wainer en 1972, [1] [2] pero la idea de su definición proviene del artículo de Hardy de 1904, [2] [3] en el que Hardy exhibe un conjunto de números reales con cardinalidad .
Sea μ un ordinal contable grande tal que se asigne una secuencia fundamental a cada ordinal límite menor que μ. La función de Hardy h α : N → N , para α < μ , se define entonces de la siguiente manera:
Aquí α[ n ] denota el n º elemento de la secuencia fundamental asignada al ordinal límite α . En el artículo sobre la jerarquía de rápido crecimiento se describe una elección estandarizada de la secuencia fundamental para todos los α ≤ ε 0 .
La jerarquía de Hardy es una familia de funciones numéricas. Para cada ordinal α , se define un conjunto como la clase más pequeña de funciones que contiene H α , funciones cero, sucesoras y de proyección, y está cerrada bajo recursión primitiva limitada y sustitución limitada [2] (similar a la jerarquía de Grzegorczyk ).
Caicedo (2007) define una jerarquía Hardy modificada de funciones utilizando las secuencias fundamentales estándar, pero con α[ n +1] (en lugar de α[ n ]) en la tercera línea de la definición anterior.
La jerarquía de funciones de Wainer f α y la jerarquía de funciones de Hardy H α están relacionadas por f α = H ω α para todo α < ε 0 . Por lo tanto, para todo α < ε 0 , H α crece mucho más lentamente que f α . Sin embargo, la jerarquía de Hardy "alcanza" a la jerarquía de Wainer en α = ε 0 , de modo que f ε 0 y H ε 0 tienen la misma tasa de crecimiento, en el sentido de que f ε 0 ( n -1) ≤ H ε 0 ( n ) ≤ f ε 0 ( n +1) para todo n ≥ 1. (Gallier 1991)